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汽车结构件铸造(铸铝)成形技术

    铝合金车身框架结构(ASF)制造技术是奥迪公司的一项核心技术,在这一领域他们进行了长达20年的研究和开发。其车身框架由铸造和液压成形的铝合金部件组合而成,包括35%的高精度铝合金铸造件、22%的挤压成形铝合金件、35%的铝合金板材(图15)。其中,车身框架的连接件多为铝合金铸件,此类铸件起到连接车身各铝材的作用,是主要的承力部件,要求具有较高的强度。为了满足使用需要,车身铝合金铸件多为复杂薄壁结构。由于此类铸件的结构特点,以及汽车产业大批量生产的需要,采用传统的铸造工艺已无法满足要求,国外目前制造铝合金车身铸件大多采用真空压力铸造和特种挤压铸造等新的压挤铸造工艺技术。

    真空压力铸造以及特种挤压铸造是新型铸造技术。真空压力铸造与普通压铸相比,增加了抽真空操作,可将型腔中的气体抽出,金属液在真空状态下充填型腔,减少了卷入的气体,铸件可进行热处理,力学性能高于普通压铸件。

    特种挤压铸造不仅可实现液态金属挤压成型而且还可实现处于半固态的金属浆料挤压成型,此浆料具有较好的流动性以及球状显微组织,可成型较为复杂的铸件,而且铸件具有优良的力学性能以及较高的近终成型程度。

    上述两种特种铸造工艺技术都具有很高的生产效率,非常适合汽车领域大规模生产的需要。正因上述优点,国外汽车制造商纷纷将这两种铸造工艺技术应用于铝合金车身的研制及生产中,并取得了很好的应用效果。

    从国外汽车制造商研制铝合金车身的经验上看,真空压力铸造以及特种挤压铸造技术是其重要的关键技术,也是其核心技术之一,我国要开展铝合金车身的研究工作,必须要掌握此两种铸造工艺技术。但是,我国开展此两种铸造工艺技术的时间较晚,对于其所用的合金材料、工艺过程控制、模具设计、设备开发等一系列共性技术问题尚未开展深入的研究工作。此外,目前国内外真空压力铸造以及特种挤压铸造研究相对分散,设备也相对单一,尚无可同时实现此两种铸造工艺的多功能设备,也无法实现铝合金车身铸件的集成生产,给汽车制造商的集中采购带来了较多困难。因此,研制可同时实现上述铸造工艺的多功能复合压挤铸造设备,并开展铝合金车身关键铸件相关共性技术研究,将成为我国开展铝合金车身制造技术研究的重要工作。

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